钢结构制作及安装

钢结构制作及安装

1 钢结构制作加工依据

某中心商场钢结构工程，按照施工图作为原始依据，工程施工及验收按照经设计认可的细部设计图为依据。

2 钢材的检验

钢材检验的主要内容包括以下项目：

2.1 钢材的数量和品种应与订货合同相符。

2.2 钢材的出厂质量证明书数据必须与钢材上打印的记号相一致。各种钢材必须有其生产厂家提供的质量证明书，其上标明钢材牌号、生产批号、化学成分和力学性能。

2.3 核对钢材的规格尺寸。各种钢材的尺寸容许偏差。

2.4 钢材表面质量检验。钢材表面不允许有结疤、裂纹、折叠和分层等缺陷。

3 制作准备

3.1、细部设计

根据设计施工图，绘制具体施工图纸，注明钢梁、钢柱、网架的主体尺寸、零件尺寸、焊接坡口尺寸、焊缝符号、精度要求、检验要求、以及总体布置、制造技术要求，并交原设计认可，作为施工及验收的依据。

3.2、工艺设计

编制制作工艺、焊接工艺、涂装工艺、验收项目、检验图表以及工装设备等。

3.3、材料采购

根据图纸要求编制工厂材料申请单，订购油漆、焊材、抗剪栓钉，并根据图纸变动情况作出钢板补订或串换，材料进出库场均按质量保证体系文件执行，并跟踪记录。

3.4、检测仪器

工程采用的检测仪器、工具是经国家检测部门鉴定合格的产品，且在规定期内使用。

3.5、钢材的代换

钢材的代换必须经设计单位确认同意，并办理书面手续后方可实施代用。

3.6、配料与材料的拼接

（1）板材拼接采取全熔透的坡口形式和工艺措施，明确检验手段，以保证接口等强连接。

（2）拼接位置避开安装孔和复杂部位。

（3）焊接H型钢的翼缘、腹板拼接位置应该尽量避免在同一断面上。

4 钢结构制作工艺

4.1、钢结构制作工艺流程图

4.2、材料预处理

钢管、钢板等钢材经钢板钢板整平机和其它机械设备调平后，进行喷砂除锈处理，

除锈等级Sa21

2

级，并喷涂车间底漆15μm。

不需涂装部位：

（1）型钢砼中的钢构件

（2）高强螺栓节点的摩擦面

（3）地脚螺栓和柱底板

（4）工地焊接部位及两侧各100mm，且满足超声波探伤要求的范围，但工地焊接部位及两侧应进行不影响焊接的防锈处理，在除锈后刷防锈保护漆。

4.3、放样及号料

4.3.1 放样

放样及制作用的卷尺经计量合格并贴上修正值方可使用。

放样按施工图及工艺要求进行1:1的放样,以确定各构件的精确尺寸。画出每个零件的草图,并进行合理的套料,必要时尚需制作1:1样板供制作及验收使用, 异形板件可数控放样。钢梁、钢柱长度方向增放焊接收缩余量,框架梁弦杆尚需增放切割余量。

4.3.2 号料

根据排板图或数放图，确认材质规格，划线、号料，并注明焊接坡口形式；钢板炉批号(或板号)与构件零件的使用区域对应登记。

4.4、下料及加工

（1）根据号料板图要求，分别进行的数控自动切割、门式自动切割、光电跟踪切割及部分手工切割下料，并补充号料.

（2）焊接坡口，一般采用自动切割或半自动切割.

（3）钢板、钢管切割边按质量要求打磨光洁.

（4）对节点板进行套模钻孔。

4.5、焊接要求

4.5.1 焊材的管理及使用按有关要求执行，内容包括焊材、焊剂的烘干，使用时保温等。

4.5.2 焊接材料

埋弧焊 H10Mn2和H08A， CO2焊丝 DW-100或H08Mn2SiA

焊剂 HJ431，手工焊条 E43XX和E50XX系列

4.5.3 焊接人员、无损检测人员须持证上岗。

4.5.4 栓钉焊将按照国标规定执行，内容包括陶瓷圈烘干、焊接区清洁、栓钉的检验和试验等。

4.5.5 结构件焊前准备

（1）焊接坡口打磨光洁，清除杂物等；

（2）对接及组合焊缝两端按标准要求设引熄弧板；

4.5.6 焊接工艺

（1）一般采用埋弧自动焊和CO2气体保护焊，小区域采用手工焊；

（2）焊接方法一般为向下横焊和立焊，以保证焊接的质量特殊区域也可采用仰焊；

4.6、包装、运输、装卸、堆放

（1）包装

钢构件按规定制作完毕检验合格后，应及时分类贴上标识；按编号顺序分开堆放，并垫上木条，减少变形、磨损。钢结构运输时绑扎必须牢固，防止松动。钢构件在运输车上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均能保证构件不产生变形、不损伤涂层且保证运输安全。

主要螺栓孔以及顶紧面用胶布贴盖，H钢加固支撑固定不少于两道，防止运输、吊装过程中孔、顶紧面堵塞受损及H钢扭曲变形。包装物与H钢间必须加垫包装板防止油漆受损。

钢构配件应分类标识打包，各包装体上作好明显标志，零配件应标明名称、数量、生产日期。螺栓等应有可靠的防水、防雨淋措施。

（2）运输

严格执行中华人民共和国公路法第四十九条，要求运输单位对参与运输的车辆进行全面检查、检修。

严格执行中华人民共和国公路法第五十条，与县级以上地方人民政府交通主管部门、公安部联系，取得主管部门和公安部同意。并对指定路线进行沿途公路、桥梁、弯道查看，清除障碍。

根据构件尺寸和施工现场需求，本工程计划采用公路运输方式，力求快、平、稳的将构件运抵施工现场。

（3）装卸

梁、柱构件都用吊车或行车装运，其他杆件和零件可用铲车装卸，车上堆放合理，绑扎牢固，装车时有专人检查。卸料时，严禁自由卸货，装卸时应轻拿轻放。应严格遵守起重机吊装规范，不得斜拉、斜吊。起吊和放置时不能与其他物品发生碰撞。

（4）堆放

应在运输车辆上预先准备枕木，加垫泡沫塑料，以防油漆划伤。材料到现场，应按施工顺序分类堆放，尽可能堆放于平整不积水的场地；高强螺栓连接副必须在现场干燥的地方堆放，厂内外堆放都必须整齐、合理,标识明确，雨天要做好防雨淋措施，高强螺栓连接摩擦面应得到确实保护。

5 H型钢构件的制作

本工程H钢构件分为焊接H型钢构件和热轧H型钢构件。

5.1、焊接H型钢构件制作流程如下：

焊接H型钢构件制作工艺流程图

5.2、热扎H型钢构件制作流程如下：

热轧H型钢构件制作工艺流程图

6 钢管构件的制作

（1）钢管柱以火焰切割下料，端部坡扣加工也以火焰切割进行。

（2）每根钢柱由两段组拼为整段，在分段点将连接板安装焊接完成后再分开，连接板沿圆周方向3等分布置。

（3）将钢管柱水平置于工装胎架上，先进行两段管口的对接。

（4）分别划线装焊已钻孔的牛腿节点板及柱底板，组成钢柱。

（5）火工矫正后，以柱两端为基准，划出两个方向的中心线检测交验。

（6）用纸模喷涂标记编号，待运。

（7）构件制作验收。

钢构件制作完成后，严格按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001标准验收。

7 质量控制程序

为了强化质量管理体制和达到预期的效果，制造过程中的检查分为“工序检查”及“成品检查”。有关“工序检查”及“成品检查”如下所示：

工序检查是明确生产工艺中质量管理的项目，使各工序在管理工艺流程图的基础上，根据必要的检验要领及检查记录检验各自质量，以防不良品流入下一道工序。另外，实施的工序检查中也包含客户的质量要求。

工序检查主要由车间工作人员执行，实施自检和互检。经检验合格以后贴上自检合格标签方可流入下一道工序。为了严格控制工序加工质量，检查科专职检验人员还要对贴有合格标签的零部件进行全检或抽检，检查比例20%-100%不等。

成品检查是指为了评价·检验产品是否满足客户对质量的要求以及产品是否满足相应国家标准或规范，检查实施部门根据技术图样、各种标准或规范对成品进行检查和试验，并将检查和试验结果编制成检查试验报告书等质量记录的检查。另外，质量记录的编制也可以包含工序检查中的检验内容及检查记录等质量情报。

7.1 质量检查

在产品出厂前，本公司按合同文件、图纸或有关规范的规定进行构件和总装检验（包括部分组装检验），整理出相关的检验记录。本公司将验收资料按监理工程师和竣工资料的要求整理成册，报送有关部门单位。

7.2 试验与检测

7.2.1 质量管理

按相应管理内容编制的检查报告书进行质量管理。

在产品制造前，根据检查项目的不同分别编制相应的［产品检查要领书］，［产品检查要领书］报客户或监理工程师审核并进行进一步修正，最后经客户确认。在产品制造过程中依照相关的质量管理基准或标准，按［产品检查要领书］中的检查要领实施有关项目的检查，并予以记录，在产品交付后，将检查部门的检查记录数据编制成［产品检查报告书］，交客户或监理单位审查、验收。

7.2.3 检查

（1）检查项目

材料的检查与复验按设计的要求及国家相关标准进行检查与复验，并提交①钢材的检查

本工程所采用的型钢、钢板、钢管等钢材的化学成分及力学性能应符合相应JIS 标准中的有关规定。根据钢材的“材料质量证明书”对其规格、材质、化学成分及力

学性能进行核对，“材料质量证明书”由钢铁厂提供。当对材料有疑义时，进行复检。复验比例和规格按相关的设计和国家规范的要求。

（2）焊接材料的检查

焊接材料的检查按照设计及有关规范的相关规范进行材料的核对，即所有的焊条、焊丝、焊剂均应与主体金属强度相适应，并符合国家标准《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-91的规定。

（3）焊接检查

坡口形状检查

坡口形状检查是确认坡口角度、根部间隙和预拼装焊接状态以及坡口清洁状态是否符合图样、设计文件及相关标准或规范的要求，该检查在各工序中进行及坡口形状检查在各工序中实施自检。

焊接部外观检查

（4）无损检查（UT）

对产品构件的焊缝内部缺陷的无损探伤方法，根据设计要求和国家标准

GB50205-95的规定，对完全焊透的焊接部位均按设计要求进行。其中焊缝检查规则参照下表进行。

对所有上述探伤过程中发现的不合格缺陷，应找出原因并及时进行返修，返修后的焊缝应进行再次探伤检查合格。（探伤比例按要求增加并且同一处焊缝的修补次数不应超过二次。若超过二次以上返修者须将修补计划通报业主监理并获批准后方可对这些焊缝进行处理和修补。）

（5）除锈检查

根据设计的技术要求构件表面采用喷砂除锈，通过标准色标检查除锈等级表面应

达到Sa21

2

级,其质量要求应符合国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》

GB8923-88的规定。

（6）预拼装检查

钢柱与钢柱、钢梁根据设计要求在出厂前进行自由状态预拼装。预拼装结束后，应标注中心线，控制基准线等标志，在安装的关键部位设置必要的定位器。并做好各项记录。

8钢结构安装

8.1钢结构工程概况

本工程钢结构部分包括劲性钢结构柱、劲性钢结构梁和屋顶网架。

8.2 吊装思路

现场的所有构件，由塔吊进行吊装。

劲性钢柱采用分节吊装，每层为一吊装节。劲性钢梁整段吊装。

8.3 吊装顺序

本工程分为地下二层，地上五层，结构吊装按先下后上，先安装钢柱，再安装钢梁。

8.4 钢结构堆场的布置

由于受到施工场地的限制，钢构件的进场后的堆放场地无法满足所有吊装构件的堆放。

在劲性钢柱、钢梁吊装阶段，要严格计划并安排好第二天的吊装计划，当天晚上将第二天所需吊装的构件运至现场的临时堆场堆放，第二天吊装。另外再在现场周边设置临时堆放场地，保证每天晚上进场构件能够及时将构件运送到现场。

8.5 钢结构吊装准备

8.5.1 钢构件与材料的进场和验收

（1）钢构件以及材料的运输进场应根据安装方提出的进度计划来安排，钢构件及材料进场按日计划精确到每件的编号，构件最晚在吊装前一天进场，以便于构件的验收和施工安排。

（2）构件及材料进场要考虑安装现场的堆场限制，尽量协调好安装现场与制作加工的关系，保证安装工作按计划进行。

（3）构件到场后，按随车货运清单核对所到构件的数量及编号是否相符，构件是否配套，如果发现问题，制作厂应迅速采取措施，更换或补充构件，以保证现场急需。

（4）严格按图纸要求和有关规范，对构件的质量进行验收检查，并做好记录。

（5）对于制作超过规范误差和运输中受到严重损伤的构件，应当在安装前由制作单位进行返修。但对于轻微的损伤，安装单位也可以在现场进行修整。

（6）所有计量检测工具严格按规定统一定期送检。

（7）构件进场应堆放整齐，防止变形和损坏，堆放时应放在稳定的枕木上，并根据构件的编号和安装顺序来分类。

（8）构件的标记应外露以便于识别和检验。

（9）堆放记录（场地、构件等）应当留档备查。

（10）装货和卸货时应注意安全，防止事故发生。

（11）堆场应有通畅的排水措施。

（12）本工程钢构件的难点在于网架的拼装和运输,制作方应按安装单位的要求对桁架和网架进行分段拼装成型,并按安装方的要求按顺序将分段送到现场，鉴于钢构件是工程施工的关键，为减少运输过程中的结构变形和尺寸偏差，制作厂将构件出厂前应进行整体预拼装，由安装单位进行拼装验收。

8.5.2 地脚螺栓预埋

为保证地脚螺栓的埋设精度，首先测设好螺栓位置的控制线及底平面的标高线，并采取相应的固定措施，防止在浇灌混凝土时移动变形振动棒不能碰到螺杆上，确保固定支架牢固，地脚螺栓丝牙需用胶套防护。

8.6 钢柱吊装

吊装时一定要做好计划，当天计划吊装完成的构件一定要按时完成。

钢柱吊装流程如下：

在钢柱四角设置垫板，并由测量人员跟踪抄平，使钢柱直接安装就位即可。每组垫板宜不多于4块。垫板与基础面和柱底面的接触应平整、紧密。

钢柱用塔吊吊升到位后，首先将钢柱底板穿入地脚螺栓，放置在调节好的螺帽上，并将柱的四面中心线与基础放线中心线对齐吻合，四面兼顾，中心线对准或已使偏差控制在规范许可的范围以内时，穿上压板，将螺栓拧紧。即为完成钢柱的就位工作。

当钢柱与相应的钢梁吊装完成后并校正完毕后，及时通知土建单位对地脚进行二次灌浆，对钢柱进一步稳固。

（2）地上钢柱吊装

钢柱吊点设置在钢柱的上部,利用四个临时连接耳板作为吊点。

吊装前，下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净，保证上下节钢

8.7 钢梁吊装

同平面同一区域钢构件的吊装，随着钢柱吊装顺序采用由里向外、对称吊装的方法进行。

立面上钢构件吊装，采用由下至上顺序安装的方法进行。

钢梁吊装时为保证吊装安全及提高吊装速度，在设计同意的前提下制作厂制作钢梁时在钢梁的腹板上对称焊接两块钢板，再在这两块钢板上开吊装孔，具体如下图：

在处

在处

8.8 网架施工

（1）网架制作

为了确保施工质量，加快工程进度，焊接球节点网架的构件提前在工厂内加工，待土建主体封顶后再运到现场安装。派专业工程师对网架原材料采购到构件加工到涂装的整个过程进行跟踪监控，严格按有关的验收规范把好质量关。

①焊接球节点的加工

焊接球加工方法采用钢板热压，选用漏模工艺。制球时，对原钢板加热应均匀，如果加热不均匀就会使热压后球壁厚度不匀和拉裂。壁厚最薄处的允许减薄量为10%，且不得大于1.5mm。半圆球切口应用车床切割，并同时作出坡口，球的不园度不应超过2.5mm，否则会影响拼装尺寸，也会使节点偏心。焊接球节点是由两个热压后经机加工的半园球相对焊接而成。接缝处应园滑过渡，错边量不得大于1.0mm。

②网架杆件加工

采用专用自动切管机进行下料，以保证管口曲线符合要求；并在机床上安装符合构件坡口形状的刀具，使下料与开坡口同时完成。严格控制下料尺寸，成品长度允许偏差为±0.8 mm，杆件端面与钢管轴线垂直允许误差0.5%R。钢管与焊接球对焊时，确定好焊接收缩量，按经验将预留收缩量定为2—3 mm，约为杆长的1/1000。施工时按焊接工艺试验作小范围调整。焊接方法采用CO2气体保护焊来完成，焊接完成后须作标记。

③网架构件的除锈、油漆

钢网架的构件出厂前，采用喷砂及机械除锈，按设计要求喷涂防锈漆二道，檩条、檩托和马道还需要喷涂面漆二道。

（2）网架安装

把整个网架分解成若干个单元条块体，在地面上搭设脚手架拼装平台，每个单元体均用散装法在拼装平台的胎模上组对拼装、焊接成型，然后用牵引设备通过预先铺设的滑移轨道将拼装好的单元体滑移到设计位置，单元体的拼装、滑移、就位按“从中间向两头”的顺序依次进行，两头悬挑部分在地面拼装，分块吊装，最后依次将各个独立单元体组装成整体。

①单元体的划分

既兼顾拼装、滑移的方便性，又确保单元体有足够的刚度，特别是确保网架杆件内力的变化不超过允许值。

②拼装平台的搭设

采用钢管扣件式脚手架搭设，钢管纵横向间距均为1.2 m，步距高1.6 m，每根立管下垫木板，加设扫地杆，脚手架顶面用跳板铺设通道。安装平台离下弦球节点距离要求约600 mm左右，便于架设胎膜。

③滑轨的安装

根据现场条件，采用槽钢为滑移轨道，轨道与预埋件焊牢，表面涂润滑油以减少摩擦阻力。

④网架拼装

安装前应复核梁、柱轴线，弹出控制轴线，定出网架支座在支承梁轴线上的标准位置，同时校核支承梁上预埋件的位置、标高，对不符合精度要求的预埋件在安装前重新校正。

网架拼装误差必须严格控制，网格对角线允许误差为±2 mm，节点中偏移允许误差为1.5 mm，网格轴线，锥体高度允许偏差为±1.5 mm。拼装时按照胎膜上的标记，

首先配好球的位置，然后安放杆件，杆件安放顺序和焊接顺序是：先点焊，在同一块体上先下弦、后上弦；第一个四角锥的拼装，应由一人统一指挥；单元体的拼装次序是“由中间向四周进行”。单元体拼装完后，要进行工序验收。

⑤网架单元体滑移、就位

网架单元体拼装完后，拆除障碍物，绑扎好牵引点；牵引点应选在球节点上，并以多点为好；牵引设备采用两台同时工作。

⑥焊接

焊接时为尽量减少结构焊接后的变形和焊后残余应力，结构焊接应尽量实行对称焊接，让结构受热点在整个平面内对称、均匀分布，避免结构因受热不均匀而产生扭曲和较大焊后残余应力。焊接顺序是：单个单元体的焊接从中间向四周进行；单元体与单元体之间的连接从中间向两头进行。

焊接方式：制作以CO2气体保护焊为主，安装以手工电弧焊为主。

焊接球采用完全熔透对接焊缝连接，焊缝应进行100%超声波探伤，焊缝质量等级为一级，为确保焊接质量，对钢管与球的连接我们也按一级焊缝要求进行100%超声波探伤。